一种农业灌溉闸门泵站控制系统技术方案

本发明专利技术提供了一种农业灌溉闸门泵站控制系统，包括土壤湿度检测单元、一阶超前运算单元、比较单元、控制单元、以及泵站阀门；土壤湿度检测单元、一阶超前运算单元、控制单元、以及泵站阀门依次连接形成第一控制回路；一阶超前运算单元用于对土壤湿度值进行超前运算；控制单元用于根据土壤湿度值的超前运算结果输出离散控制信号至泵站阀门；泵站阀门响应于离散控制信号周期性地开启；土壤湿度检测单元、比较单元、控制单元、以及泵站阀门依次连接形成第二控制回路；比较单元用于将土壤湿度值和预设值进行比较；控制单元还用于当土壤湿度值大于预设值时输出连续控制信号至泵站阀门；泵站阀门响应于连续控制信号持续性地关闭。

【技术实现步骤摘要】
一种农业灌溉闸门泵站控制系统
本专利技术涉及农业灌溉
，特别涉及一种农业灌溉闸门泵站控制系统。
技术介绍
已有申请号为201710237924.7的专利申请公开了一种可以改善传统控制所存在滞后性的闸门泵站控制系统。并且是通过超前运算来实现对泵站阀门的开关，使闸门泵站及时动作。但是，该专利申请中的一阶超前算法是针对土壤湿度低的情况，即可以超前判断土壤湿度低值，从而超前控制泵站阀门的开启。而针对土壤湿度高的情况，该闸门泵站控制系统仍然依靠湿度检测电极a和湿度检测电极b进行常规检测的。所以，还是信号接收滞后性的问题，在通过超前运算控制的情况下，更容易导致灌溉过量的问题。
技术实现思路
为解决上述的技术问题，本专利技术提出一种农业灌溉闸门泵站控制系统，可以解决在超前运算控制下的灌溉过量问题。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种农业灌溉闸门泵站控制系统，包括土壤湿度检测单元、一阶超前运算单元、比较单元、控制单元、以及泵站阀门；所述土壤湿度检测单元、所述一阶超前运算单元、所述控制单元、以及所述泵站阀门依次连接形成第一控制回路；所述一阶超前运算单元用于对土壤湿度值进行超前运算；所述控制单元用于根据所述土壤湿度值的超前运算结果输出离散控制信号至所述泵站阀门；所述泵站阀门响应于所述离散控制信号周期性地开启；所述土壤湿度检测单元、所述比较单元、所述控制单元、以及所述泵站阀门依次连接形成第二控制回路；所述比较单元用于将土壤湿度值和预设值进行比较；所述控制单元还用于当所述土壤湿度值大于所述预设值时输出连续控制信号至所述泵站阀门；所述泵站阀门响应于所述连续控制信号持续性地关闭。作为一种可实施方式，所述一阶超前运算单元、所述比较单元、以及所述控制单元均集成于一嵌入式单片机内；所述单片机外设有金属罩，所述金属罩包括分别位于所述单片机接收信号侧和位于所述单片机发送信号侧的正极板和负极板；并且，所述正极板和所述负极板之间形成的电场方向和所述单片机内的信号传递方向相同。作为一种可实施方式，还包括移动终端；所述移动终端无线连接所述控制单元并且用于通过所述控制单元控制所述泵站阀门远程开启或者远程关闭。作为一种可实施方式，所述土壤湿度检测单元包括第一湿度检测电极和第二湿度检测电极；所述第一湿度检测电极和所述第二湿度检测电极分别插在灌溉起点位置和灌溉终点位置，并且分别用于检测所述灌溉起点位置的土壤湿度和所述灌溉终点位置的土壤湿度；所述比较单元用于将所述灌溉起点位置的土壤湿度值、所述灌溉终点位置的土壤湿度值分别和所述预设值进行比较；所述控制单元用于当所述起点位置的土壤湿度值大于所述预设值时输出占空比更小的离散控制信号至所述泵站阀门；所述控制单元还用于当所述终点位置的土壤湿度值大于所述预设值时输出所述连续控制信号至所述泵站阀门。作为一种可实施方式，所述控制单元包括CD4047芯片；所述CD4047芯片的第一输入端提供所述第一湿度检测电极连接；所述CD4047芯片的第二输入端提供所述第二湿度检测电极连接，并且通过相连的第一电阻和第二电阻连接；其中，第一电阻为可调电阻。作为一种可实施方式，所述CD4047芯片的第一输入端和第二输入端之间还提供相连的第三电阻和第四电阻连接；所述控制单元还包括并行的第一开关、第二开关、第三开关、以及第四开关；所述CD4047芯片的第一输入端还分别连接所述第二开关和所述第三开关的控制端；所述CD4047芯片的第二输入端还分别连接所述第一开关和所述第四开关的控制端；所述第二开关还连接所述第三电阻和第四电阻的公共接点，所述第三开关还连接所述可调电阻的调节端；所述控制单元还包括比较器，所述第二开关和所述第四开关均连接所述比较器的反相端；所述第一开关和所述第三开关均连接所述比较器的反相端，所述比较器的输出端连接所述泵站阀门。作为一种可实施方式，所述CD4047芯片的Cx端连接第一电容，所述CD4047芯片的Rx端连接第五电阻，所述第一电容的另一端和所述第五电阻的另一端均连接所述CD4047芯片的R-C端。本专利技术相比于现有技术的有益效果在于：本专利技术提供了一种农业灌溉闸门泵站控制系统，在超前运算控制下，使用周期性的开启方式，可以减少单位时间内的灌溉量；同时，土壤湿度检测单元检测土壤湿度，然后通过比较单元实时进行比较，从而对灌溉量形成反馈。综上，可以解决在超前运算控制下的灌溉过量问题。附图说明图1为本专利技术一实施例提供的农业灌溉闸门泵站控制系统的框图；图2为本专利技术另一实施例提供的农业灌溉闸门泵站控制系统的框图；图3为本专利技术一实施例提供的农业灌溉闸门泵站控制系统的电路图。图中：100、土壤湿度检测单元；110、第一湿度检测电极；120、第二湿度检测电极；201、一阶超前运算单元；202、比较单元；300、控制单元；400、泵站阀门；500、金属罩；510、正极板；520、负极板；600、移动终端。具体实施方式以下结合附图，对本专利技术上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的部分实施例，而不是全部实施例。在一个实施例中，如图1所示。本实施例提供的农业灌溉闸门泵站控制系统，其包括土壤湿度检测单元100、一阶超前运算单元201、比较单元202、控制单元300、以及泵站阀门400。其中，土壤湿度检测单元100、一阶超前运算单元201、控制单元300、以及泵站阀门400依次连接形成第一控制回路。土壤湿度检测单元100、比较单元202、控制单元300、以及泵站阀门400依次连接形成第二控制回路。在第一控制回路中，土壤湿度检测单元100用于对土壤湿度进行检测；一阶超前运算单元201用于对土壤湿度值进行超前运算；控制单元300用于根据土壤湿度值的超前运算结果输出离散控制信号至泵站阀门400；泵站阀门400响应于离散控制信号周期性地开启。实际上，第一控制回路还是基于原来的系统架构，只是换了新的控制方法。具体是，控制单元300用于根据土壤湿度值的超前运算结果输出离散控制信号至泵站阀门400；泵站阀门400响应于离散控制信号周期性地开启。在第一控制回路中，正因为超前运算的控制，使灌溉动作提前，才所以输出离散控制信号至泵站阀门400，使单位时间内的灌溉量减少。从而在下一步控制时结果可观，即在通过第二控制回路控制时结果可观。在第二控制回路中，土壤湿度检测单元100用于对土壤湿度进行检测；比较单元202用于将土壤湿度值和预设值进行比较；控制单元300还用于当土壤湿度值大于预设值时输出连续控制信号至泵站阀门400；泵站阀门400响应于连续控制信号持续性地关闭。实际上，第二控制回路是用在第一控制回路的基础上的。在泵站阀门400响应于离散控制信号周期性地开启灌溉时，土壤湿度检测单元100对土壤湿度进行检测。并且当土壤湿度值大于预设值时，泵站阀门400响应于连续控制信号持续性地关闭。因此，可以解决在超前运算控制下的灌溉过量问题。在一个实施例中，如图1所示。本实施例提供的农业灌溉闸门泵站控制系统，其一阶超前运算单元201、比较单元202、以及控制单元300均集成于一嵌入式单片机内。图中的虚线框示出了该嵌入式单片机。并且，单片机外设有金属罩500，金属罩500包括分别位于单片机接收信号侧和位于单片机发送信号侧的正极板510和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种农业灌溉闸门泵站控制系统，其特征在于，包括土壤湿度检测单元(100)、一阶超前运算单元(201)、比较单元(202)、控制单元(300)、以及泵站阀门(400)；所述土壤湿度检测单元(100)、所述一阶超前运算单元(201)、所述控制单元(300)、以及所述泵站阀门(400)依次连接形成第一控制回路；所述一阶超前运算单元(201)用于对土壤湿度值进行超前运算；所述控制单元(300)用于根据所述土壤湿度值的超前运算结果输出离散控制信号至所述泵站阀门(400)；所述泵站阀门(400)响应于所述离散控制信号周期性地开启；所述土壤湿度检测单元(100)、所述比较单元(202)、所述控制单元(300)、以及所述泵站阀门(400)依次连接形成第二控制回路；所述比较单元(202)用于将土壤湿度值和预设值进行比较；所述控制单元(300)还用于当所述土壤湿度值大于所述预设值时输出连续控制信号至所述泵站阀门(400)；所述泵站阀门(400)响应于所述连续控制信号持续性地关闭。

【技术特征摘要】
1.一种农业灌溉闸门泵站控制系统，其特征在于，包括土壤湿度检测单元(100)、一阶超前运算单元(201)、比较单元(202)、控制单元(300)、以及泵站阀门(400)；所述土壤湿度检测单元(100)、所述一阶超前运算单元(201)、所述控制单元(300)、以及所述泵站阀门(400)依次连接形成第一控制回路；所述一阶超前运算单元(201)用于对土壤湿度值进行超前运算；所述控制单元(300)用于根据所述土壤湿度值的超前运算结果输出离散控制信号至所述泵站阀门(400)；所述泵站阀门(400)响应于所述离散控制信号周期性地开启；所述土壤湿度检测单元(100)、所述比较单元(202)、所述控制单元(300)、以及所述泵站阀门(400)依次连接形成第二控制回路；所述比较单元(202)用于将土壤湿度值和预设值进行比较；所述控制单元(300)还用于当所述土壤湿度值大于所述预设值时输出连续控制信号至所述泵站阀门(400)；所述泵站阀门(400)响应于所述连续控制信号持续性地关闭。2.根据权利要求1所述的农业灌溉闸门泵站控制系统，其特征在于，所述一阶超前运算单元(201)、所述比较单元(202)、以及所述控制单元(300)均集成于一嵌入式单片机内；所述单片机外设有金属罩(500)，所述金属罩(500)包括分别位于所述单片机接收信号侧和位于所述单片机发送信号侧的正极板(510)和负极板(520)；并且，所述正极板(510)和所述负极板(520)之间形成的电场方向和所述单片机内的信号传递方向相同。3.根据权利要求1所述的农业灌溉闸门泵站控制系统，其特征在于，还包括移动终端(600)；所述移动终端(600)无线连接所述控制单元(300)并且用于通过所述控制单元(300)控制所述泵站阀门(400)远程开启或者远程关闭。4.根据权利要求1所述的农业灌溉闸门泵站控制系统，其特征在于，所述土壤湿度检测单元(100)包括第一湿度检测电极(110)和第二湿度检测电极(120)；所述第一湿度检测电极(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志栋，
申请(专利权)人：张志栋，
类型：发明
国别省市：宁夏,64